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CENTRO UNIVERSITÁRIO DE BRASÍLIA – UniCEUB
FACULDADE DE CIÊNCIAS DA EDUCAÇÃO E DA SAÚDE – FACES
PROGRAMA DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA
LEANDRO PIN RANGEL
Relação entre a dureza do escoamento de áreas agrícolas e a dureza da água do córrego Sarandi – DF:
Um ensaio sobre a potencial influência desse parâmetro na composição de espécies aquáticas
BRASÍLIA-DF
2016
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LEANDRO PIN RANGEL
Relação entre a dureza do escoamento de áreas agrícolas e a dureza da água do córrego Sarandi – DF:
Um ensaio sobre a potencial influência desse parâmetro na composição de espécies aquáticas
Relatório final de pesquisa de Iniciação Científica
apresentado à Assessoria de Pós-Graduação e
Pesquisa pela Faculdade de Ciências da Educação e da
saúde – FACES
Orientação: Eduardo Cyrino de Oliveira Filho
BRASÍLIA-DF
2016
RELAÇÃO ENTRE A DUREZA DO ESCOAMENTO DE ÁREAS AGRÍCOLAS E A DUREZA DA ÁGUA DO CÓRREGO SARANDI – DF: UM ENSAIO
SOBRE A POTENCIAL INFLUÊNCIA DESSE PARÂMETRO NA COMPOSIÇÃO DE ESPÉCIES AQUÁTICAS
Leandro Pin Rangel – UniCEUB, PIBIC-CNPq, aluno bolsista
Eduardo Cyrino Oliveira-Filho – UniCEUB, professor orientador
A agua é um elemento se suma importância para a sobrevivência dos
organismos. Todavia, o grande desperdício e a contaminação por atividades
antrópicas estão prejudicando sua disponibilidade para uso e a biodiversidade
dos ambientes aquáticos. Um dos parâmetros influenciados pela
contaminação/escoamento antrópico é a dureza da água, refletida
principalmente pelos elementos Ca e Mg. Nesse contexto, o presente projeto
teve por objetivo relacionar a dureza da água do escoamento superficial de áreas
agrícolas com a dureza da água de um Córrego localizado abaixo da área
monitorada, e discutir a possível influência desse escoamento na presença e
sobrevivência de espécies aquáticas. Os resultados obtidos mostram que a
dureza do escoamento variou de 12 no solo com pasto a 36 no solo com cana,
durante o ano hidrológico de 2015/2016, e a dureza do córrego Sarandi, logo
abaixo das calhas, variou de 2 no ponto cachoeira a 8 no mês de junho. Sobre
esse aspecto a presença de organismos do zooplâncton nos pontos de coleta do
córrego, evidenciou diferença entre espécies presentes nas áreas naturais do
córrego e naquelas sob uso agrícola do solo. Todavia essa não pode ser
relacionada com a dureza, tendo em vista a pequena variação desse parâmetro
ao longo do córrego Sarandi. O resultado do levantamento de espécies no
córrego, sugere a possibilidade de influência de lançamento de esgotos, todavia
esse aspecto não foi devidamente avaliado. Como conclusão foi possível
observar que o escoamento não influenciou a dureza da água no córrego que
por sua vez não pode estar relacionada a composição de espécies aquáticas.
Palavras chave: Zooplâncton. Ecotoxicologia. Escoamento Superficial.
Qualidade de agua.
Sumário
1. Introdução .....................................................................................
1.1. Problema de pesquisa........................................................
1.2. Justificativa...............................................................................
1.3. Objetivo geral..................................................................
2. Fundamentação teórica ..........................................................................
3. Metodologia .................................................................................
4. Resultados
5. Conclusões .................................................................................
6. Referências bibliográficas .....................................................................
1. INTRODUÇÃO
1.1 problema da pesquisa
O escoamento superficial é a etapa do ciclo hidrológico caracterizada pelo
deslocamento da água na superfície da terra. Vários fatores podem influenciar
nesse processo tais como o relevo, a cobertura vegetal e a intensidade, duração
e frequência das chuvas. A água escoada pela superfície do solo é fator
importante para os processos de erosão, transporte e deposição de sedimentos
e nutrientes pelas vertentes e corpos hídricos de bacias hidrográficas
(VANLANDEGHEM et al., 2012). Dentre os vários nutrientes presentes na água
de escoamento, destacam-se o cálcio (Ca) e o magnésio (Mg), que possuem
relação direta com a dureza da água. A dureza da água é uma propriedade
resultante principalmente, da dissolução de minerais presentes no solo e em
rochas, mas também pode ser influenciada por ações antrópicas de diversas
origens, como a agricultura e a urbanização (WURTS, 1993).
Muitos organismos aquáticos, como crustáceos e moluscos, dependem
diretamente da dureza da água para a sua sobrevivência e reprodução
(ROBERTSON, 1941; YOUNG, 1975; MEYRAN, 1998).
Desse modo, o presente trabalho tem como objetivo relacionar a dureza
da água do escoamento superficial em áreas agrícolas com diferentes usos do
solo com a dureza da água de um Córrego que fica abaixo dessa área, e discutir
acerca da possível influência desse escoamento na presença e sobrevivência de
espécies aquáticas.
1.2 Justificativa
O histórico de evolução do desmatamento e fragmentação dos
ecossistemas no Bioma Cerrado está atrelado à história da evolução da
produção agropecuária na região. Com a intensificação da produção agrícola, no
final da década de 1970, grandes áreas de mata ripária (e outras formações
florestais) foram derrubadas para a produção de grãos, pastagens e hortaliças
(FONSECA et al., 2001).
A supressão da zona ripária pode ocasionar, dentre outros impactos, a
erosão do solo (que constitui o mais importante meio de transporte dos nutrientes
para os mananciais de água), e a diminuição da capacidade de ‘tamponamento’
de poluentes de fonte difusa pelos corpos hídricos, uma vez que a presença da
vegetação reduz a infiltração de nutrientes para eles (LEE et al., 2003; CLINTON,
2011; BAKER et al., 2007).
No processo de contaminação dos recursos hídricos, a prática da
agropecuária representa um risco no que se refere à contaminação
microbiológica e à utilização de agrotóxicos e fertilizantes, que podem atingir aos
rios por meio do escoamento superficial da água de chuva (OLIVEIRA-FILHO;
LIMA, 2002).
Para detectar problemas relacionados à poluição de ambientes aquáticos
por fonte de poluição difusa (escoamento superficial), a adoção de métodos
químicos, físicos e biológicos é considerada uma estratégia de avaliação. A
comparação entre a qualidade da água de escoamento em área com e sem a
mata ripária, visa qualificar o papel da vegetação e fornecer subsídios para ações
de restauração e preservação desses ambientes.
3.1. Objetivo Geral
Relacionar a dureza da água do escoamento superficial em áreas
agrícolas com diferentes usos do solo com a dureza da água de um Córrego que
fica abaixo dessa área, e discutir acerca da possível influência desse
escoamento na presença e sobrevivência de espécies aquáticas.
3.2. Objetivos Específicos
a. Coletar amostras do escoamento das calhas e dos pontos do córrego
Sarandi;
b. Realizar análises de dureza total, e dos íons Ca2+ e Mg2+ nas amostras das
águas coletadas no rio e nas calhas;
c. Comparar a dureza do escoamento com a dureza da água do córrego;
d. Avaliar a potencial contribuição do escoamento na composição de espécies
do córrego.
2. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A prática de agricultura e pecuária no Cerrado vem ganhando destaque
nas últimas décadas, contudo, a conservação dos diferentes ecossistemas
naturais do bioma (incluindo as matas ripárias) não tem acompanhado esse
progresso (ALHO, 2005). No Brasil, assim como na maioria dos países, a
degradação de áreas ripárias sempre foi e continua sendo fruto da expansão
desordenada de fronteiras agrícolas ou de práticas agropecuárias inadequadas
(RODRIGUES; GANDOLFI, 2000).
A agricultura, como o maior usuário de água doce a nível mundial e como
uma das causadoras de degradação, seja de recursos vegetais, quanto de
recursos hídricos superficiais e subterrâneos, contribui para as preocupações a
respeito das implicações globais sobre a qualidade da água e da diminuição das
reservas florestais.
As matas ripárias desempenham funções ecológicas, sociais e
econômicas importantes, entre elas a manutenção dos leitos dos rios, proteção
das nascentes, conservação do solo contra erosão e empobrecimento,
preservação do patrimônio genético, manutenção de condições favoráveis à
fauna, entre outros. Porém, o papel mais importante é a manutenção dos
recursos hídricos (AQUINO; VILELA, 2008).
Devido a essa importância, essa vegetação foi contemplada em lei no
Código Florestal de 1965 (BRASIL, 1965), que especificou larguras mínimas de
proteção para diferentes dimensões dos corpos hídricos. A faixa de mata ciliar
regulada pela lei recebe a denominação de Área de Preservação Permanente
(APP), sendo seu uso vetado para qualquer fim que não seja preservação
ambiental (MARTINI; TRENTINI, 2011).
O antigo Código Florestal sofreu diversas modificações, com alterações
dos limites das APPs nas últimas décadas. A Lei n. 7.511, de 1986, aumentou a
largura da mata, após desastres naturais que ocorreram na época e em 1989, a
largura das APPs ripárias foi alterada pela Lei n. 7.830, que manteve as faixas
de 30m (para cursos d’água de menos de 10m de largura) e de 50m (para os
cursos d’água entre 10 a 50m de largura), mas alterou as demais faixas, que
haviam sido estabelecidas pela Lei n. 7.511 (SAUER; FRANÇA, 2012).
O Novo Código Florestal publicado em 25 de maio de 2012 gerou
polêmica no meio científico, sendo sancionado com 12 vetos e diversas
alterações. No texto atual a principal modificação relativa às matas ripárias prevê
30m para matas ripárias em rios de até 10 metros de largura; quando houver
área consolidada em APP de rio de até 10m de largura, reduz-se a largura
mínima da mata para 15m. Cinquenta metros nas margens de rios entre 10 e
50m de largura, e ao redor de nascentes de qualquer dimensão. Mil metros nas
margens de rios entre 50 e 200m de largura. Duzentos metros para rios entre
200 e 600m de largura. Quinhentos metros nas margens de rios com largura
superior a 600m. Cem metros nas bordas de chapadas (BRASIL, 2012).
Tais mudanças no Código Florestal brasileiro acerca da preservação e
restauração de áreas de mata ripária demandam cada vez mais estudos sobre
a importância desses ambientes para a manutenção da qualidade dos corpos
hídricos.
Nesse sentido, são necessários conhecimentos sobre a influência das
áreas de agricultura nos recursos hídricos e manutenção da vida aquática,
visando à geração de dados que possam esclarecer dúvidas e mostrar
efetivamente as consequências do uso do solo e as possíveis perturbações
ambientais ocasionadas.
Dados recentes mostram que a dureza da água em áreas de nascente do
Cerrado, incluindo o córrego Sarandi, é muito baixa. Todavia, os mesmos
estudos mostram que em áreas posteriores à nascente, a dureza é
consideravelmente aumentada (MUNIZ et al., 2011). Outros estudos sugerem
que a manutenção da vida de algumas espécies em água com baixa dureza é
praticamente inviável (GREENAWAY, 1985; HARMON, 2003; KIEHN ET AL.,
2004), e nesse caso se enquadra o córrego Sarandi em sua nascente, onde a
dureza não permite a sobrevivência e a reprodução de gastrópodes aquáticos
da espécie Biomphalaria glabrata (OLIVEIRA-FILHO et al., 2014).
3.METODOLOGIA
3.1. Localização e descrição da área de estudo
Para a realização do presente estudo, serão utilizados dados obtidos em
calhas de monitoramento da enxurrada construídas em área de campo
experimental da Embrapa Cerrados em Planaltina - DF. Além disso, será
realizado monitoramento da qualidade da água (dureza) em 6 pontos do Córrego
Sarandi, visando a comparação com os dados obtidos nas calhas construídas
sob a influência de quatro diferentes coberturas do solo (pasto, cana, soja e solo
exposto).
A Bacia do Córrego Sarandi está localizada na parte norte do Distrito
Federal, entre as cidades de Sobradinho e Planaltina, com exutório nas
coordenadas 15º35’58,76’’S e 47º41’48,91’’O e área de drenagem total de 32,7
km² (LIMA et al. 2013) (Figura 1).
A área caracteriza-se por ser uma área que sofre fortes influências de
loteamentos e de atividades agrícolas desenvolvidas (CARVALHO, 2005; ASSIS
et al., 2013).
Figura 1. Localização da Bacia Experimental do Córrego Sarandi no Distrito Federal.
Fonte: Lima et al. (2013).
3.2. Coletas das amostras nas calhas
As calhas foram construídas em chapa galvanizada reforçada com
cantoneiras 1"x1/8, sendo a estrutura de contorno e o “bico coletor” da calha
preparados/confeccionados no Laboratório de Máquinas da Embrapa Cerrados.
A água escoada é armazenada em caixas d’água de polietileno com capacidade
de 250 L. Além disso, foram instalados pluviógrafos para coleta de dados de
precipitação.
As coletas das amostras de escoamento superficial ocorrerão
mensalmente para a obtenção de dados de diferentes períodos de clima.
Na Figura 2 é apresentado um resumo fotográfico das etapas de
construção e de monitoramento nas calhas de Wischmeier instaladas na
Embrapa Cerrados.
Figura 2. Etapas da construção das calhas de Wischmeier na Embrapa
Cerrados, até o monitoramento da quantidade de água escoada e da coleta de
amostras para análises da qualidade da água e da carga de sedimentos.
Fonte: Lima et al. (2013)
3.3. Coletas das amostras no córrego Sarandi
O córrego Sarandi, localizado no Distrito Federal, é afluente da margem
direita do ribeirão Mestre d’Armas, que deságua no rio São Bartolomeu, tributário
da bacia do rio Paraná. Grande parte da bacia ainda é coberta por vegetação
natural de Cerrado, estando o restante submetido à influência de loteamentos e
de atividades agropecuárias.
As coletas serão realizadas mensalmente ou mais em caso de eventos
extremos de chuva. Os pontos de coleta no Córrego Sarandi foram definidos de
acordo com as diferenças entre as várias ocupações do solo na região e são
apresentados na figura 3, e a descrição dos pontos é apresentada no quadro 1.
Figura 3 – Apresentação dos pontos de coleta no Córrego Sarandi.
Quadro 1 - Descrição dos pontos de coleta de água no Córrego Sarandi.
Sigla Nome do ponto Coordenadas
P1 Cachoeira S15°35’43,0” W47°44’46,4”
P2 Antes da Barragem S15º35’15.1” W47º44’02.1”
P3 Depois da Barragem S15º35’15.0” W47º44’02.0”
P4 Ponte S15°35’10,9” W47°43’58,7”
P5 Antes Jusante S15º35’28.0” W47º44’05.9”
P6 Jusante S15°35’33,9” W47°42’17,1”
P7 Depois do Jusante S15º35’35.5” W47º42’06.9”
3.4. Análises físico-químicas
As análises físico-químicas e microbiológicas da água objetivam
identificar e quantificar elementos e espécies iônicas presentes no ambiente e
associar os efeitos de suas propriedades às questões ambientais, permitindo a
compreensão dos processos naturais ou alterações no meio ambiente (PARRON
et al., 2011).
Para cada amostra coletada serão realizadas determinações dos
parâmetros, temperatura, oxigênio dissolvido (OD), turbidez, condutividade, pH
e dureza da água. Os parâmetros temperatura, oxigênio dissolvido,
condutividade e pH serão determinados com a utilização do medidor
multiparâmetros sension156 HACH. A turbidez será medida em laboratório por
meio do turbidímetro portátil Hanna HI 93703, e a dureza da água será avaliada
por meio do método titulométrico com EDTA-Na (mg/L de CaCO3) (ABNT, 1993).
Tais análises serão realizadas com as amostras das calhas e da água do
córrego.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Os resultados dos parâmetros químicos analisados nas amostras do Córrego
Sarandi e os dados de dureza das calhas analisadas estão expressos nos
gráficos 1, 2, 3 e 4
4.1 Dureza do córrego Sarandi
As amostras de agua nos meses analisados não apresentam variação
significativa de dureza como mostra o gráfico 1, os picos de junho e outubro
onde foi detectado a maior dureza com o valor de 5,0 mg.L-1 de CaCO3 foi
relacionado a presença de chuvas esporádicas.
Gráfico 1. Valores de dureza total em mg.L-1 de CaCO3 das amostras de água superficial do
Córrego Sarandi.
O grau de dureza total da água – definido principalmente pelo teor de íons
cálcio e de magnésio – pode influenciar significativamente a sensibilidade de
organismos, além disso, deve-se considerar também que o cálcio é um elemento
essencial para o desenvolvimento corporal de peixes e crustáceos (KNIE;
LOPES, 2004).
4.2 Dureza das calhas
As amostras de agua das calhas, não apresenta valores significativos de
variação de dureza como mostra o gráfico 2, onde apenas no 2 semestre de
2015 (início do período chuvoso) foi detectado uma dureza com o valor de 36,0
mg.L-1 de CaCO3. O solo com uso de pasto na sede apresentou o maior valor
de 36,0 mg.L-1 de CaCO3 e o menor valor no também com o solo com pasto na
serra com o índice de 12,0 mg.L-1 de CaCO3
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Du
reza
to
tal e
m (
mg.
L-1d
e C
aCO
3)
Dureza total
Cachoeira
Ponte
Jusante
Gráfico 2. Valores de dureza total em mg.L-1 de CaCO3 das amostras coletadas nas calhas
de Wischmeier
4.3 Análises biológicas
4.3.1 Coliformes totais e termotolerantes
O Gráfico 3 e 4 mostram o número mais provável (NMP) de coliformes totais e termotolerantes obtidos em 100mL de amostras de agua do Córrego Sarandi no período de 1 ano e mostra as áreas vulneráveis com relação a este aspecto
Gráfico 3. Número Mais Provável de coliformes totais em 100 mL das amostras de água do
Córrego Sarandi.
As analises dos parametros microbiologicas apresentam um alto indice de
coliformes totais durante todos os meses da amostragem (>2.419,6 NMP/100
ml), contudo os índices variaram na jusante em janeiro com o valor mínimo de
(325,5 NMP/100 mL) em maio na cachoeira (1046,2 NMP/100 mL) e na ponte
no mês de julho (1203,3 NMP/100 mL)
0,0
500,0
1.000,0
1.500,0
2.000,0
2.500,0
3.000,0
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
(NM
P/1
00 m
l)
Coliformes Totais
Cachoeira
Ponte
Jusante
Gráfico 4. Número Mais Provável de coliformes termotolerantes em 100 mL das amostras de
água do Córrego Sarandi.
Segundo a Resolução CONAMA Nº 357/05, a água para o uso de recreação de
contato secundário não deverá ser excedido um limite de 2500 NMP/100 ml em
80% ou mais de pelo menos 6 amostras. Para dessedentação de animais criados
confinados não deverá ser excedido o limite de 1000 NMP/100 ml em 80% ou
mais de pelo menos 6 amostras.
O significado da presença de coliformes termotolerantes em um corpo d’água
indica que há contaminação por bactérias de origem fecal e, portanto este corpo
está em condição higiênica insatisfatória (SILVA; BRINGEL, 2007). Portanto
amostras, contudo, indicam a possível atividade antrópica ao longo do rio, visto
que a agua mesmo estando dentro dos limites das CONAMA, ainda apresenta
uma quantidade significativa de coliformes termotolerantes.
4.3.2 Zooplâncton
A contagem de zooplâncton mostra uma pequena variedade de indivíduos
nadantes (Cladóceros, Copépodes e rotíferos) e uma presença maior de
indivíduos pouco nadantes como as tecamebas como visto no quadro 2 , com
0,0
50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
300,0
350,0
400,0
450,0
500,0
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
(NM
P/1
00 m
l
Termotolerantes
Cachoeira
Ponte
Jusante
exceção da ponte onde o ambiente aquático é lótico e há a presença de ações
antrópicas aumentando assim a quantidade de indivíduos por m³ de agua.
Não foi possível fazer uma análise relacionada a dureza, pois a biodiversidade
aquática se manteve com pouca variação.
Quadro 2. Número de indivíduos contados de cada táxon por metro cubico de agua.
Táxon Soma de indivíduos pôr m³ na Cachoeira
Soma de indivíduos pôr m³ da Ponte
Soma de indivíduos pôr m³ do Jusante
Cladócero 0 100 0
Copépode 50 293,75 625
Rotífero 125 7656,25 125
Tecameba 206,25 475 1000
5. Conclusão
De acordo com os resultados obtidos durante o estudo, verificou-se que a
dureza do córrego Sarandi não obteve diferenças significativas e pouco variou
ao longo do rio. As calhas de monitoramento mostraram que o escoamento
pouco afetou a dureza do rio mesmo em períodos de chuva.
Na cachoeira, apresentou a menor dureza e o ambiente mais lênticos,
com pouca aparição de indivíduos por coleta devido as características da
agua que dificulta a aparição de uma biodiversidade maior.
A ponte apresentou a menor qualidade na agua, principalmente com
relação aos parâmetros de coliformes aumentando assim a dureza da agua,
mas apresenta uma grande variedade biológica visto que o ambiente e lótico.
Esses resultados estão associados a atividades antrópicas observadas no
lugar de coleta.
No Jusante apresentou uma baixa nos índices de coliformes e a mudança
do ambiente aquático, que voltou a ser lênticos, com que não teve variação
significativa na dureza da agua e os biodiversidade diminui.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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